【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线输电，尤其涉及一种auv无线充电装置。
技术介绍
1、水下自助航行器(英文：autonomous underwater vehicle，缩写：auv)作为水下控制设备的研究热点，在海洋科学研究、海洋资源调查、海洋安全保证等诸多方面得到了较为广泛的应用，其可以有效地提高资源勘探、环境监测与保护以及水下设施检测、维护等作业任务的施工效率。但多个auv同区域部署不可避免的带来了严重的补能竞争（特别是水下无线充电）问题，加之水下通讯受限、auv易受洋流干扰而产生难以精确操控的情况，进一步加剧了多个auv群体补能调度难题，严重制约了auv群体高规格协同作业任务的开展。
2、为了克服上述技术缺陷，麻省理工学院marin soljacic教授团队于2007年首创了磁耦合共振无线能量传输（英文：magnetic coupled resonance wireless powertransfer,缩写：mcr-wpt）技术，旨在攻克感应式非接触能量传输的技术瓶颈，其具有非接触、能量传输效率高、能量传输距离远等技术优势，在单个auv无线充电领域得到了广泛认可与应用。然而在进一步研究后，专利技术人发现，上述现有架构在应对多个auv群体充电需求时则面临着诸多技术瓶颈与挑战：例如，串联式无线充电方式会面临输入阻抗倍增、输出功率受限及负载难解耦等一系列问题；而一对多式充电方式虽具备较强的独立性，但其磁场泄露问题较为严重，传输效率较低。因此，亟待本领域技术人员提供一种全新的auv无线充电装置，以克服上述现有技术中负载间难解耦、漏磁
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种auv无线充电装置，该auv无线充电装置其架构可实现多负载之间全充电过程的互相解耦，并且能够自适应负载数量的增加和减少，具有无线能量传输效率高，稳定性强，灵活度高等一系列优点。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种auv无线充电装置，包括有：
4、无线充电站；其中，无线充电站由dc电源、高频逆变器、发射线圈lt0以及与发射线圈lt0相配适的发射补偿电容ct0构成；
5、发射端；其中，发射端由多个级联设置的中端发射单元以及末端发射单元构成；中端发射单元中包括有接收线圈lrn及与接收线圈lrn相配适的接收补偿电容crn，传导线圈lpn及与传导线圈lpn相配适的传导补偿电容cfn，发射线圈ltn及与发射线圈ltn相配适的发射补偿电容ctn；末端发射单元中包括有接收线圈lrn及与接收线圈lrn相配适的接收补偿电容crn，以及传导线圈lpn；
6、auv设备群；其中，auv设备群由多个相互独立的auv设备构成；auv设备中包括有接收线圈lsn及与接收线圈lsn相配适的补偿电容csn，整流滤波单元以及dc/dc变换器。
7、较为优选的，无线充电站中的发射线圈与第一级中端发射单元中的接收线圈轴心对齐设置；
8、任一级中端发射单元中的发射线圈与其下一级中端发射单元的接收线圈轴心对齐设置。
9、较为优选的，最末级中端发射单元中的发射线圈与末端发射单元的接收线圈轴心对齐设置。
10、较为优选的，无线充电站中的发射线圈lt0、发射补偿电容ct0、中端发射单元中的接收线圈lrn、接收补偿电容crn、传导线圈lpn、传导补偿电容cfn、发射线圈ltn、发射补偿电容ctn、末端发射单元中接收线圈lrn、接收补偿电容crn、传导线圈lpn之间，满足：
11、式（1）；
12、其式（1）中，为auv无线充电装置工作的角频率。
13、较为优选的，auv设备中还包括有充电控制器；
14、所述充电控制器中包括有：auv设备电池的soc采样单元、adc单元、pid控制模块、pwm控制开关；其中，所述auv设备电池的soc采样单元用于采集auv设备电池的实时输出电压、输出电流；所述adc单元用于将soc采样单元采集得到的auv设备电池实时输出电压、输出电流的模拟信号转换为数字信号；所述pid控制模块用于生成切换auv设备电池恒流/恒压/涓流三种充电模式的控制信号；所述pwm控制开关用于根据pid控制模块提供的控制信号，调整dc/dc变换器的工作方式。
15、较为优选的，当auv设备电池的soc＜80%时，pid控制模块生成恒流模式充电控制信号；
16、当80%≤auv设备电池的soc＜95%时，pid控制模块生成恒压模式充电控制信号；
17、当auv设备电池的soc≥95%时，pid控制模块生成涓流模式充电控制信号。
18、本专利技术提供了一种auv无线充电装置。该种auv无线充电装置包括有：无线充电站、发射端、auv设备群。其中，无线充电站由dc电源、高频逆变器、发射线圈lt0以及发射补偿电容ct0构成；发射端由多个级联设置的中端发射单元以及末端发射单元构成；auv设备群由多个相互独立的auv设备构成；auv设备中包括有接收线圈lsn、补偿电容csn，整流滤波单元以及dc/dc变换器。具有上述结构特征的auv无线充电装置，其相比于现有技术而言，形成了“无线充电站—>级联式发射端—>auv设备群”的能量传递路径，实现了级联式多auv设备的无线充电。该种auv无线充电装置，充电效率高且稳定、群体负载间充电独立、负载接入与退出不影响其他auv设备的正常充电，并且具有负载数量适配灵活等诸多优点，在海洋auv设备群无线充电领域展示出了巨大应用潜力。
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1.一种AUV无线充电装置，其特征在于，包括有：
2.根据权利要求1所述的一种AUV无线充电装置，其特征在于，无线充电站中的发射线圈Lt0、发射补偿电容Ct0、中端发射单元中的接收线圈Lrn、接收补偿电容Crn、传导线圈Lpn、传导补偿电容Cfn、发射线圈Ltn、发射补偿电容Ctn、末端发射单元中接收线圈LrN、接收补偿电容CrN、传导线圈LpN之间，满足：
3.根据权利要求1所述的一种AUV无线充电装置，其特征在于，AUV设备中还包括有充电控制器；所述充电控制器中包括有：AUV设备电池的SOC采样单元、ADC单元、PID控制模块、PWM控制开关；
4.根据权利要求3所述的一种AUV无线充电装置，其特征在于，当AUV设备电池的SOC＜80%时，PID控制模块生成恒流模式充电控制信号；
【技术特征摘要】
1.一种auv无线充电装置，其特征在于，包括有：
2.根据权利要求1所述的一种auv无线充电装置，其特征在于，无线充电站中的发射线圈lt0、发射补偿电容ct0、中端发射单元中的接收线圈lrn、接收补偿电容crn、传导线圈lpn、传导补偿电容cfn、发射线圈ltn、发射补偿电容ctn、末端发射单元中接收线圈lrn、接收补偿电容crn、传导线圈lpn之间...
【专利技术属性】
技术研发人员：王隆扬，王琛，殷晓康，蔡宝平，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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